液体冷却装置

技术领域

本发明涉及制冷技术。

背景技术

在日常生活以及科研生产活动中经常需要对液体进行冷却。例如：夏天需将温度较高的饮料快速降温到接近零度以供饮用，化学实验中需将某种溶液的温度快速降低以加快溶质的结晶速度，水产品在运输及销售的过程中需要将水箱中的水保持在较低温度以保持水产品的鲜活，等等。

要达到上述目的，目前最常采用的方式是将要冷却的液体放入冰箱中，通过冰箱中冷空气的自然对流来使液体降温。由于空气对流的换热系数极小，因而采用这种方法来对液体进行降温时，液体的温度下降速度较慢，通常需要数小时才能使液体降到比较低的温度。

另一种对液体进行降温的方式是采用冷水机。冷水机是一种专门用于制取冷水的制冷机，通过将冷水机制取的温度较低的冷水和需要降温的液体进行二次换热，可以间接得到温度较低的液体。但是冷水机的体积较大，使用时需要安装水泵和相应的管道等，一般只能应用于工业或商业领域，对于家庭饮料降温场景或需要冷却的液体容积较小时，这种冷却方式就无能为力了。

发明内容

本发明针对现有的空气对流液体降温方式存在的降温速度慢，以及对于小容积的液体降温需求缺乏合适装置的现状，提出了一种通用的、便携式的液体冷却装置。

本发明所述的液体冷却装置由上盖组件、制冷机组件、外壳组件三个部分组成。其中制冷机组件可以作为一个整体放置在外壳组件中，上盖组件往下盖住所述外壳组件，从而将所述制冷机组件包含在由所述上盖组件和外壳组件构成的围护结构里。

所述上盖组件包括盖子、控制器、开关、电源端子，以及把手等。电源端子用于连接电源，以向所述便携式液体冷却装置的内部供电，开关用于接通或断开从电源端子引入的电源，控制器用于控制所述便携式液体冷却装置内部各部件的运行或停止。

所述制冷机组件包括底座、微型制冷压缩机、冷凝器、干燥过滤器、节流元件、蒸发器、冷凝风扇、充填栓、三通。其中，所述微型制冷压缩机、冷凝器、干燥过滤器、节流元件、冷凝风扇、充填栓、三通位于所述底座的上方，而所述蒸发器位于所述底座的下方。

所述微型制冷压缩机具有吸气口和排气口，所述冷凝器具有冷凝进口和冷凝出口，所述干燥过滤器具有干燥过滤进口和干燥过滤出口，所述节流元件具有节流进口和节流出口。

所述蒸发器为中空的管件盘绕而成的盘管式蒸发器，或由单根或数根管子以串联或并联形式构成的管式蒸发器。所述蒸发器具有蒸发进口管段和蒸发出口管段，所述蒸发进口管段、蒸发出口管段穿过所述底座上的孔，和所述底座上方的部件相联通。亦即，所述蒸发器突出于所述液体冷却装置的主体，所述蒸发器通过所述蒸发进口管段和蒸发出口管段与所述液体冷却装置的主体相连接。

进一步地，所述蒸发器的蒸发进口管段和蒸发出口管段的长度可以为任意长。

进一步地，所述蒸发器的蒸发进口管段和蒸发出口管段可以为柔性管。

所述节流元件包括但不限于毛细管、节流短管、电子膨胀阀、热力膨胀阀等的任一种。

所述排气口、冷凝进口、冷凝出口、干燥过滤进口、干燥过滤出口、节流进口、节流出口、蒸发进口管段、蒸发出口管段、吸气口依次通过管路相连，构成闭合的制冷回路，在闭合的制冷回路中充注有制冷剂。

所述三通的第一端和所述蒸发器的蒸发出口管段相连，所述三通的第二端和所述吸气口相连，所述三通的第三端和所述充填栓的一端相连。所述充填栓的另一端在通常情况下为闭合的，通过所述充填栓的另一端可以为所述制冷系统补充制冷剂。

所述外壳组件由筒体和法兰构成，在所述筒体的侧面设有若干个进风孔和若干个出风孔，在所述法兰上设有若干个安装孔。当所述制冷机组件向下放入所述外壳组件中时，所述底座上的安装孔和所述法兰上的安装孔对齐，从而可以将所述制冷机组件安装在所述外壳组件中。

所述筒体的截面形状包括但不限于圆形、矩形以及正多边形。

所述冷凝风扇安装在所述冷凝器上，所述冷凝风扇的轴线和所述冷凝器的迎风面法线方向一致。所述冷凝风扇和冷凝器的安装方式使得当冷凝风扇运转时，空气将由所述筒体上的若干进风孔进入筒体，并沿所述冷凝器的迎风面法向方向流经所述冷凝器，再经由冷凝风扇、筒体上的若干出风孔而流出到所述筒体之外。

当液体需要冷却时，只需将液体盛装在任意的上部开口的容器当中（如杯、盆、桶、缸、槽、池等），然后将本发明所述的便携式液体冷却装置的蒸发器浸入液体当中（保持便携式液体冷却装置的上盖组件和外壳组件在液体外），再通过所述上盖组件上的电源端子给所述便携式液体冷却装置供电，按下上盖组件上的开关，启动所述便携式液体冷却装置运行。此时微型制冷压缩机和冷凝风扇持续运转，会在所述蒸发器中产生制冷效应，使得蒸发器从液体中吸收热量，从而达到冷却容器内液体的目的。

本发明所述的液体冷却装置采用以微型制冷压缩机为核心的蒸气压缩式制冷循环直接对液体进行降温，具有制冷量大，制冷效率高，结构紧凑的优点。当制冷量较小时可直接由电池供电，方便移动式应用。本发明所述的液体冷却装置对盛装液体的容器没有任何限制，因而应用场景广泛，不仅可以用于冷却液体，也可用于冷却粘稠的、不易流动的胶体以及固液混和物等。

附图说明

图1是本发明所述的液体冷却装置100的外观示意图。

图2是本发明所述的液体冷却装置100的结构爆炸示意图，其可分为上盖组件1、制冷机组件2和外壳组件3三个部分。

图3是所述上盖组件1的透视图。

图4是所述制冷机组件2的透视图。

图5是所述制冷机组件2的俯视图。

图6是所述制冷机组件2的仰视图。

图7是所述外壳组件3的透视图。

图8是所述便携式液体冷却装置的使用方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步描述。

请参考图1和图2，本发明的实施例提供了一种便携式的液体冷却装置100，其由上盖组件1、制冷机组件2、外壳组件3三个部分组成。其中制冷机组件2可以作为一个整体放置在外壳组件3中，上盖组件1往下盖住所述外壳组件3，从而将所述制冷机组件2包含在由所述上盖组件1和外壳组件3构成的围护结构里。

由图3可见，所述上盖组件1包括盖子10、控制器11、开关12、电源端子13，以及把手14。把手14的数量不限，可为0个至多个。电源端子13用于连接电源，以向所述液体冷却装置100的内部供电，开关12用于接通或断开从电源端子13引入的电源，控制器11用于控制所述液体冷却装置100内部各部件的运行或停止。

由图4~图6可见，所述制冷机组件2包括底座20、微型制冷压缩机21、冷凝器22、干燥过滤器23、节流元件24、蒸发器25、冷凝风扇26、充填栓27、三通28。其中，所述微型制冷压缩机21、冷凝器22、干燥过滤器23、节流元件24、冷凝风扇26、充填栓27、三通28位于所述底座20的上方，而所述蒸发器25位于所述底座20的下方。

在本实施例中，蒸发器25为盘管式蒸发器。所述蒸发器25具有蒸发进口管段25a、蒸发出口管段25b。所述蒸发器25的蒸发进口管段25a、蒸发出口管段25b穿过所述底座20上的孔，和所述底座20上方的部件相联通（图6）。除盘管式蒸发器外，所述蒸发器25也可以为管式蒸发器。

所述微型制冷压缩机21具有吸气口21a和排气口21b，所述冷凝器22具有冷凝进口22a和冷凝出口22b，所述干燥过滤器23具有干燥过滤进口23a和干燥过滤出口23b，所述节流元件24具有节流进口24a和节流出口24b。

所述节流元件24包括但不限于毛细管、节流短管、电子膨胀阀、热力膨胀阀等的任一种。

如图4、图5和图6所示，所述排气口21b、冷凝进口22a、冷凝出口22b、干燥过滤进口23a、干燥过滤出口23b、节流进口24a、节流出口24b、蒸发进口管段25a、蒸发出口管段25b、吸气口21a通过中空的管路依次相连，构成闭合的制冷回路，在闭合的制冷回路中充注有制冷剂。

所述冷凝风扇26安装在所述冷凝器22上，所述冷凝风扇26的轴线和所述冷凝器22的迎风面法线方向一致。

所述三通28的第一端和所述蒸发器25的蒸发出口管段25a相连，所述三通28的第二端和所述吸气口21a相连，所述三通28的第三端和所述充填栓27的一端相连。所述充填栓27的另一端在通常情况下为闭合的，通过所述充填栓27的另一端可以为所述制冷系统补充制冷剂。

如图7所示，所述外壳组件3由筒体30和法兰31构成，在筒体30的侧面设有若干个进风孔30a和若干个出风孔30b，在法兰31上设有若干个安装孔31a。当所述制冷机组件2向下放入所述外壳组件3中时，所述底座20上的安装孔20a和所述法兰31上的安装孔31a对齐，从而可以将所述制冷机组件2安装在所述外壳组件3中。

由图5和图7可见，当冷凝风扇26运转时，空气将由所述筒体30上的若干进风孔30a进入筒体30，并沿冷凝器22的迎风面法线方向流入所述冷凝器22，流经冷凝器22的空气流带走冷凝器22中制冷剂冷凝时放出的热量，温度升高，温度升高后的空气流再经由冷凝风扇26、筒体30上的若干出风孔30b而流出到所述筒体30之外。

如图8所示，在上部敞口的容器200内部盛装有待冷却的液体，在容器200的上部边沿上放置一块中间开有孔洞的搁板300，将所述液体冷却装置100放置在搁板300上，所述蒸发器25穿过搁板300上的孔洞并浸入容器200内的液体中。通过上盖组件2上的电源端子给所述液体冷却装置100供电，然后按下上盖组件2上的开关12，启动所述液体冷却装置100运行。此时在蒸发器25内部产生制冷效应，使得蒸发器25从容器200内的液体中吸热，从而使容器200中的液体降温，达到冷却液体的目的。具体工作过程为：当按下开关12后，控制器11分别控制微型制冷压缩机21和冷凝风扇26运转。微型制冷压缩机21运转时，由吸气口21a进入压缩机的制冷剂气体被压缩成高温高压的气体，从排气口21b排出，经冷凝进口22a进入到冷凝器22中。在冷凝器22中，高温高压的制冷剂气体向由冷凝风扇26所强迫对流的空气流放热，制冷剂冷凝下来，变成高温高压的液体。此高温高压的制冷剂液体由冷凝出口22b流出冷凝器22，再由干燥过滤进口23a进入干燥过滤器23。在干燥过滤器23中，制冷剂被干燥、过滤，除去其中可能含有的水分和杂质，然后从干燥过滤出口23b流出，进入节流元件24。液态制冷剂经过节流元件24后压力降低，部分制冷剂闪发出来，变成低压的气液混和物。低压的制冷剂气液混和物穿过底盘20，由蒸发器进口管25a进入蒸发器25，在蒸发器25中，低压制冷剂混和物不断蒸发，吸收容器200内液体的热量，使容器200内液体的温度降低，实现冷却效果。而吸收了液体热量的制冷剂则全部蒸发，变成完全的气态制冷剂。气态制冷剂又从吸气口21a被吸入微型制冷压缩机21，重新被压缩，如此循环往复。

在图8中，所述搁板300可以是容器200自身所带的盖子，但中间开有可让蒸发器25穿过的孔洞。或更简单地，搁板300也可以用网格架或任意形式的支架代替。

作为本发明所述技术方案的一种优选实施例，所述底盘20的轮廓为圆盘形的，所述筒体30为圆筒形的，所述盖子10为圆形盖子。但本发明不限制所述底盘、筒体、盖子的具体形状，所述底盘、筒体、盖子的截面形状也可以为矩形、正多边形以及其它任意形状。

本发明所述的蒸发器25的蒸发进口管段25a和蒸发出口管段25b的长度可以为任意长，因而本发明所述装置可以应用在深度为任意深的容器200上。

特别地，蒸发进口管段25a和蒸发出口管段25b可以为柔性管，即蒸发器25可以在所述制冷机组件2的下部偏斜，这使得蒸发器25可以不必在所述底盘20的正下方，因而使用时更加方便，可应用的场景也更多。

根据本发明的一个简化实施例，所述制冷机组件2中可以不设置干燥过滤器23、充填栓27。

本发明所述的液体冷却装置采用以微型制冷压缩机为核心的蒸气压缩式制冷循环使液体直接得到冷却，无需借助冷空气的对流换热或冷源的二次换热，具有制冷量大，制冷效率高，重量小、结构紧凑的优点。除可用市电供电外，也可由电池供电，方便移动式应用。本发明所述的便携式液体冷却装置对盛装液体的容器以及使用场合没有任何限制，因而可以对任何盛装在开口容器中的液体进行降温。例如，在食品及饮料加工领域，本发明所述装置可以用于对盛装在不锈钢桶中的牛奶、盛装在橡木桶中的啤酒、盛装在玻璃器皿中的蜂蜜等进行降温。又如，在水产养殖领域，本发明所述装置可以直接放置在鱼缸或水桶的顶部以对鱼缸或水桶中的水进行降温，与常规的水产养殖专用冷水机相比，本装置由于不需要水泵，因而不会产生水泵运行时的噪音，且由于不需要连接水管，因此长时间运行时更可靠，避免了水管渗露的可能。

在上文中，凡涉及到制冷回路的“连接”，是指通过中空的管路进行相连；凡涉及和电路有关的“连接”，是指通过导线进行连接。

在本文中，所涉及的前、后、上、下、中、正面、背面、侧面、顶部、底部等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。